文/王 華 裴馮來

自我國提出“雙碳”減排目標(biāo)之后，各行業(yè)都開始研究本行業(yè)該如何實現(xiàn)減排目標(biāo)。汽車行業(yè)作為碳排放的主要行業(yè)之一，占我國交通領(lǐng)域碳排放的80%以上，占全社會碳排放約7.5%。作為一種清潔、高效、可持續(xù)的能源載體，氫能的應(yīng)用是實現(xiàn)碳中和的一種突破性解決方案，氫燃料電池汽車也將成為未來汽車發(fā)展的主要技術(shù)路線之一。

2021 年，上海聯(lián)合蘇州、南通、嘉興、淄博、鄂爾多斯和靈武等6 個城市，共同組建“1+6”上海城市群，成為首批燃料電池汽車示范應(yīng)用城市群。隨著氫燃料電池核心關(guān)鍵零部件技術(shù)的不斷突破、整車推廣的規(guī)模化引領(lǐng)、加氫站的超前布局，上海氫燃料電池汽車行業(yè)正全面走向商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化。作為氫燃料電池汽車示范應(yīng)用城市，上海已將推動建立本市氫燃料電池汽車相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系，為國家氫燃料電池標(biāo)準(zhǔn)化工作貢獻上海智慧，作為下階段新能源汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作方向。

一、燃料電池電動汽車國家標(biāo)準(zhǔn)體系現(xiàn)狀

我國現(xiàn)有負責(zé)制定氫燃料電池汽車及其相關(guān)配套的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會分別是全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會電動車輛分技術(shù)委員會（SAC/TC 114/SC 27）、全國燃料電池及液流電池標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAC/ TC 342）、全國氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAC/TC 309）和全國氣瓶標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會車用高壓燃料氣瓶分技術(shù)委員會（SAC/TC 31/SC 8），他們各自負責(zé)氫燃料電池細分領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化的工作。

1.燃料電池電動汽車標(biāo)準(zhǔn)體系

分屬于SAC/TC 114/SC 27 的燃料電池電動汽車工作組成立，目前現(xiàn)行有效標(biāo)準(zhǔn)共15 個。由于燃料電池與傳統(tǒng)汽車的技術(shù)差異很大，該工作組現(xiàn)階段制定的標(biāo)準(zhǔn)更側(cè)重于燃料電池電動汽車、車用系統(tǒng)與部件。

燃料電池電動汽車工作組在2020 年重新構(gòu)建了燃料電池電動汽車的標(biāo)準(zhǔn)體系，新體系包括基礎(chǔ)通用、整車、關(guān)鍵部件、接口與通信和其他等5類標(biāo)準(zhǔn)（見圖1）。

圖1 中國燃料電池電動汽車標(biāo)準(zhǔn)體系圖

2.燃料電池與液流電池標(biāo)準(zhǔn)體系

SAC/ TC 342 與國際電工委員會燃料電池標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（IEC/TC 105）對接，主要負責(zé)燃料電池和液流電池技術(shù)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作。其標(biāo)準(zhǔn)制定范圍聚焦多類型燃料電池及其部件在更多場景的應(yīng)用，包括固定式家用氫燃料電池、便攜式燃料電池系統(tǒng)、微型燃料電池系統(tǒng)和非道路用的工業(yè)車輛燃料電池系統(tǒng)等，對于汽車行業(yè)針對性不強。

3.氫能相關(guān)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系

SAC/TC 309 與國際標(biāo)準(zhǔn)化組織氫能技術(shù)委員會（ISO/ TC 197）對接，主要負責(zé)我國氫能產(chǎn)業(yè)與氫能應(yīng)用等領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)研制工作。其標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容涵蓋了基礎(chǔ)與管理、氫質(zhì)量、氫安全、氫制備、氫儲運和加注、氫能應(yīng)用等領(lǐng)域，相關(guān)涉及標(biāo)準(zhǔn)共31 個。

4.車用高壓燃料氣瓶相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

SAC/TC 31/SC 8 負責(zé)車用壓縮天然氣瓶和車用高壓氫氣瓶等復(fù)合材料氣瓶的標(biāo)準(zhǔn)化工作，與氫燃料電池汽車相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)是《車用壓縮氫鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》（GB/T 35544-2017）。

二、我國氫燃料電池汽車及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀引發(fā)的思考

隨著我國不斷擴大對氫燃料電池汽車及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的投入，一些問題正在不斷凸顯，現(xiàn)階段主要存在以下3 個方面問題。

1.示范應(yīng)用主推車型的標(biāo)準(zhǔn)有待完善

根據(jù)中國汽車工程學(xué)會發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》規(guī)劃，到2035 年燃料電池汽車將達到約100 萬輛，并將以客車和城市物流車為切入領(lǐng)域，逐步推廣至載重量大、長距離的中重卡、牽引車、港口拖車和乘用車。財政部、工業(yè)和信息化部、科學(xué)技術(shù)部、國家發(fā)展和改革委員會、國家能源局五部委下發(fā)的《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》也再次明確了重點推動中遠途和中、重型燃料電池商用車的示范應(yīng)用。

然而對應(yīng)中遠途和中、重型燃料電池商用車、客車、城市物流車等車型，現(xiàn)有的國家標(biāo)準(zhǔn)《燃料電池電動汽車術(shù)語》（GB/T 24548-2009）和《燃料電池電動汽車安全要求》（GB 24549-2020）等燃料電池汽車整車標(biāo)準(zhǔn)相對來說適用范圍太寬，針對性不強，近期也沒有針對相應(yīng)車型和對應(yīng)細分場景的國家標(biāo)準(zhǔn)制定計劃，這將帶來與產(chǎn)業(yè)化示范不相匹配的監(jiān)管方面的不足，無法滿足國家技術(shù)發(fā)展路線的需求。

2.加氫站的商業(yè)和盈利模式亟待探索

在氫能交通應(yīng)用中，氫燃料電池汽車仍存在技術(shù)路線風(fēng)險，在過去10 年和未來長時間內(nèi)，鋰電池電動汽車仍然是國家的重點支持方向，保有量超過600 萬輛，鋰電池技術(shù)正朝著高能量密度、長續(xù)航里程、短充電時間方向發(fā)展。如果加氫站無法找到合理的商業(yè)盈利模式，加氫站的建設(shè)將很難形成規(guī)模效應(yīng)，氫燃料電池汽車將會面臨被動力電池汽車擠壓的風(fēng)險。為此，近些年，我國不斷加速建設(shè)加氫站：2019 年年底，國內(nèi)建成加氫站約60 座；到2020 年年底，加氫站已有128 座，躍居全球第二；到2021 年9 月，加氫站已有近190 座，同時還有超過100 座加氫站在建中。

雖然，國內(nèi)加氫站增速和總數(shù)位居全球第一，但現(xiàn)階段由于國內(nèi)高壓加氫技術(shù)仍未突破，高壓壓縮機等關(guān)鍵部件未形成規(guī)模化生產(chǎn)，只能依賴進口，導(dǎo)致加氫站建設(shè)成本昂貴，日加注率不足又導(dǎo)致盈利能力嚴(yán)重不足；投入和產(chǎn)出不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致社會資本不愿意建設(shè)加氫站，只能依靠政府提供資金扶持。

此外，我國建設(shè)的加氫站主要按照現(xiàn)有的國家標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，以高壓氣態(tài)加氫站為主，比較單一。上海在氫能示范運行的不斷推廣下，液氫、油氫/氫電/氫氣混合、在站制氫等其他各種類型的加氫站、制氫加氫一體站將很快投資建設(shè)，運營加氫站的商業(yè)模式將在不斷探索中找到適合的應(yīng)用場景，同時需要更多的標(biāo)準(zhǔn)來滿足不同類型加氫站運行的技術(shù)要求。

3.不同的制氫技術(shù)面臨碳排放問題

根據(jù)不同的制備技術(shù)和制備過程中環(huán)保程度的高低，氫能一般可分為灰氫、藍氫和綠氫?；覛涫侵竿ㄟ^煤氣化、天然氣裂解和甲醇重整技術(shù)產(chǎn)生的氫氣，生產(chǎn)過程中排放大量的二氧化碳；藍氫是指在灰氫制備過程中經(jīng)過碳捕捉、利用和封存處理后產(chǎn)生的氫氣；綠氫是指利用可再生能源發(fā)電電解水而產(chǎn)生的氫氣，生產(chǎn)過程中僅消耗水與風(fēng)電、水電或者太陽能等清潔電能。

在現(xiàn)有技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)規(guī)模情況下，綠氫的生產(chǎn)成本高于灰氫、藍氫?；覛洹⑺{氫的制備卻無法從根本上達到碳達峰碳中和的目標(biāo)，現(xiàn)有的國家標(biāo)準(zhǔn)只對氫生產(chǎn)提出了制備技術(shù)方面的要求，沒有從碳排放上提出更多的評價。未來，隨著我國氫能產(chǎn)業(yè)的不斷推廣應(yīng)用，氫能的使用將呈現(xiàn)幾何級的增長，如果未來在氫氣的制備過程中還是使用排放較大的灰氫制備技術(shù)，將使氫能在環(huán)保性上蒙上一層“碳灰”。

三、上海氫燃料電池汽車與相關(guān)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展思路

作為首批氫燃料電池汽車示范應(yīng)用城市，上海不斷出臺氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃和扶持政策。2020 年11 月印發(fā)的《上海市燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展實施計劃》提出，到2023 年，上海氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展將實現(xiàn)“百站、千億、萬輛”總體目標(biāo)，規(guī)劃加氫站接近100 座，并建成運行超過30 座，加氫網(wǎng)絡(luò)全國最大，形成產(chǎn)出規(guī)模約1000 億元，發(fā)展規(guī)模全國前列，推廣燃料電池汽車接近10000 輛，應(yīng)用規(guī)模全國領(lǐng)先。到2025 年，上海將成為全球燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展高地，建成運行超過70 座加氫站，推廣應(yīng)用燃料電池汽車達到萬輛級規(guī)模以上。2022 年，上海市發(fā)展和改革委員會聯(lián)合8 委辦共同出臺的《上海市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2022—2035 年）》提出，要重點圍繞氫能安全、氫能質(zhì)量和氫能交通等一系列標(biāo)準(zhǔn)，開展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系的研究。為此，與之相配套的上海氫燃料電池汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作也勢必需要加速開展。

1.上海氫燃料電池汽車地方標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

上海市氫燃料電池汽車相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)由上海市新能源汽車及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會負責(zé)制修訂，該技術(shù)委員會按照“戰(zhàn)略性、前瞻性、科學(xué)性、關(guān)鍵性、可操作性”原則，圍繞氫燃料電池汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作重要內(nèi)容開展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定工作，現(xiàn)已發(fā)布1 項、在研2 項標(biāo)準(zhǔn)（見表1）。

表1 上海氫燃料電池汽車及應(yīng)用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

氫燃料電池汽車在上海推廣還處于示范運行階段，安全要求作為示范運行過程中最關(guān)鍵部分，必須放在首位。因此，上海氫燃料電池標(biāo)準(zhǔn)化工作現(xiàn)階段主要圍繞安全開展，覆蓋了從部件、整車到監(jiān)管3 個方面，而在基礎(chǔ)設(shè)施、服務(wù)規(guī)范、應(yīng)用場景等方面還處于標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)備研究的狀態(tài)，該標(biāo)委將在時機成熟后推出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定計劃。

2.上海氫燃料電池汽車及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展方向的設(shè)想

本文通過對國內(nèi)氫燃料電池國家標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀和我國氫燃料電池汽車及其相關(guān)的技術(shù)發(fā)展路線的綜合分析研究，下階段上海氫燃料電池汽車標(biāo)準(zhǔn)化將從以下幾方面開展。

①氫燃料電池商用車的技術(shù)評價

開展氫燃料電池客車、城市物流車、中遠途與中、重型商用車等車型的技術(shù)評價方面的標(biāo)準(zhǔn)制定。這幾類車型相對其他車型如乘用車來說，最能體現(xiàn)氫燃料電池充能速度快、續(xù)駛里程長的優(yōu)勢，也是國家五部委重點推動示范應(yīng)用。近階段，這幾類車型將在上海投入規(guī)模應(yīng)用。但國內(nèi)氫燃料電池汽車技術(shù)水平參差不齊，比如許多車輛使用的車載高壓氫瓶，仍以35 MPa 碳纖維纏繞III 型瓶為主，而使用70 MPa 氫瓶甚至液氫的車輛就很少。為了提升上海氫燃料電池汽車示范應(yīng)用技術(shù)含金量，筆者建議可以對細分車型制定技術(shù)評價標(biāo)準(zhǔn)，開展技術(shù)評分，為上海提升氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)科技競爭力、避免反向淘汰提供標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的技術(shù)支撐。

② 加氫站各場景模式的建設(shè)規(guī)范

開展各應(yīng)用場景下的多類型加氫站建設(shè)規(guī)范方面的標(biāo)準(zhǔn)研究。雖然，加氫站建設(shè)運營的商業(yè)模式仍在探索中，但是根據(jù)氫燃料電池技術(shù)路線，筆者可以推斷出下階段將會出現(xiàn)的運行場景，如港口、廠區(qū)貨運、城內(nèi)與城間長途客運貨運、城市清掃等。這些場景都具有功能明確、路線簡單等特點，針對特定的汽車和場景，筆者建議制定出更便捷、規(guī)范、合理的多類型加氫站設(shè)計規(guī)范方面的標(biāo)準(zhǔn)，減少不必要的資源浪費，為加氫站提升盈利能力、實現(xiàn)商業(yè)運營、形成的規(guī)模效應(yīng)盡早制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

③制氫技術(shù)的碳排放研究

開展氫制備技術(shù)碳評價方面的標(biāo)準(zhǔn)探索。新能源汽車已開始逐步替代傳統(tǒng)汽車，氫燃料電池汽車在運行過程中已實現(xiàn)了零排放，如果能從制氫源頭也做到碳的零排放，就能真正實現(xiàn)車輛運行全過程零碳排放，這將極大提升氫能取代石油和天然氣成為未來能源的可能。因此，研究氫能碳評價方面的標(biāo)準(zhǔn)，對氫制備技術(shù)進行碳評價，將能鼓勵企業(yè)研發(fā)和引進新的制氫技術(shù)，大幅度降低綠氫的生產(chǎn)成本，淘汰灰氫制造企業(yè)，這對我國早日實現(xiàn)雙碳目標(biāo)具有里程碑式的意義。

四、結(jié) 語

隨著氫能在下游應(yīng)用場景的不斷擴大，制氫領(lǐng)域無碳化技術(shù)快速發(fā)展。在未來30 年內(nèi)，氫能很可能成為全世界替代高碳石油的新能源載體。在這場翻天覆地的能源變革浪潮中，上海要抓住時代變革的機遇，通過不斷推出技術(shù)水平高、針對性強的標(biāo)準(zhǔn)，更好地引領(lǐng)我國氫燃料電池汽車技術(shù)的應(yīng)用和推廣，幫助我國在汽車制造領(lǐng)域、能源領(lǐng)域等方面實現(xiàn)彎道超車，成為世界強國。